Zbuduj ten generator sygnału LED Sweep od 5 Hz do 400 kHz z zestawów: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Zbuduj ten prosty generator sygnału wobulacji z łatwo dostępnych zestawów.

Gdybyś rzucił okiem na mój ostatni instruktaż (Make profesjonalnie wyglądające panele przednie), mógłbym umknąć temu, nad czym wtedy pracowałem, czyli generatorowi sygnału. Chciałem generatora sygnału, w którym mógłbym stosunkowo łatwo przeczesywać częstotliwości (nie tylko ustawiać i zapominać). Ponieważ nie mogłem znaleźć niczego taniego, postanowiłem sam złożyć jeden i użyć zestawów jako podstawy.

Sercem projektu jest zestaw generatora sygnału, który jest łatwy do wyjęcia z Ebay, Amazon itp. Jest łatwy do zbudowania i dostosowywania. Dostępne są cztery zakresy częstotliwości (5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20Khz i 20KHz-400KHz), trzy typy wyjścia (kwadrat, trójkąt i sinus).

Licznik to kolejny zestaw i liczy od 1Hz-75MHz z automatycznym zakresem i rozdzielczością 4 lub 5 cyfr.

Kilka uwag:

1. Nie projektowałem tych zestawów, tylko zbudowałem je w ramach projektu. Są łatwo dostępne w większości sklepów internetowych (Ebay itp.). Biorąc to pod uwagę, jeśli masz problemy z częściami, konstrukcją itp., nie ma sensu kontaktować się ze mną w tej sprawie. Skontaktuj się ze sprzedawcą, od którego go kupiłeś. Chętnie jednak spróbuję odpowiedzieć na pytania dotyczące tego, w jaki sposób wykorzystałem je w tym konkretnym buildzie.

2. Zestaw licznika częstotliwości, chociaż mówi, że będzie liczyć od 1 Hz do 75 MHz, nie znalazłem tej obudowy. Im wolniejsza częstotliwość, tym wolniejsza i większy margines błędu. Jeśli ktoś wie o lepszym zestawie licznika, cieszę się, że o nim słyszę. Jak to było, był to najlepszy, jaki mogłem wymyślić, który odczytuje niższe wartości częstotliwości (Sub KHz)

Kieszonkowe dzieci

ICL8038 Zestaw generatora częstotliwości 5Hz - 400KHz (poza serwisem eBay) około 12-13 USD

Zestaw licznika częstotliwości 1Hz-75KHz (poza serwisem eBay) około 12-13 USD

Włącznik/wyłącznik LED (możesz użyć dowolnego)

4 przełączniki Gang Push (zwykle występują jako DPDT - może to być trudne do wyśledzenia). Możesz użyć przełącznika obrotowego, jeśli nie możesz go znaleźć.

1 przełącznik wciskany DPDT (miałem singli pasującego przełącznika gangu)

4 potencjometry (2 przy 5 KB, 1 przy 50 KB) (użyłem wieloobrotowego precyzyjnego potencjometru o pojemności 50 KB do regulacji częstotliwości)

3 złącza BNC do montażu na panelu

Złącze do montażu na panelu DC

1x duża gałka (pasująca do doniczki 50mm)

Złącza i wtyki męskie/żeńskie do PCB (różne rozmiary)

Złącze dystansowe męskie pod kątem prostym do PCB

Dystanse mosiężne (różne rozmiary)

Walizka na instrumenty (najdroższa część projektu)! około $25

Biały i przezroczysty papier do drukarek atramentowych

Opcjonalny:

1 x złącze DC 5,5 mm (płyta generatora sygnału)

1x4mm złącze DC (płytka licznika)

Ponieważ mam już dużo tych rzeczy, koszt wyniósł około 50 USD (2 zestawy plus etui), ale może być wyższy, jeśli nie masz złączy, podstawek, pokręteł, przełączników itp.

Krok 1: Jak to wszystko składa się razem?

Zasadniczo jest to po prostu zestaw generatora sygnału z licznikiem częstotliwości podłączonym do wyjścia. Dodałem jednak kilka przydatnych kombinacji przełączania.

Dostępne są 3 złącza BNC:

Jeden dla wyjścia głównego (które jest zawsze w obwodzie, chyba że przełączysz przełącznik pomiaru na zewnętrzny), jeden BNC do pomiaru wewn./zewn. za pomocą wewnętrznego miernika dla źródła zewnętrznego i jeden BNC na tylnym panelu, który jest podłączony do powyższego (Możesz więc podłączyć zarówno przez panel przedni, jak i tylny).

Przełącznik int/ext służy do przełączania sygnału do wewnętrznego miernika. Jeśli jest w pozycji wewnętrznej (in), to sygnał z generatora trafia do miernika i wszystkich złącz BNC. Dzięki tej konfiguracji można podłączyć dowolny zewnętrzny sprzęt pomiarowy (licznik częstotliwości, oscyloskop równolegle z głównym wyjściem sygnału). Jeśli przełącznik znajduje się w pozycji ext (out), odłącza on główne wyjście i oba złącza BNC wew./w. i na tylnym panelu są podłączone do wewnętrznego miernika. Możesz więc podać zewnętrzny sygnał i użyć wewnętrznego miernika do jego pomiaru.

Przełącznik typu sygnału to przełącznik obrotowy, który zasadniczo przełącza między trybami Tri/Sine w pierwszych dwóch pozycjach. Przeciwległy przełącznik łączy sygnał trój/sinusoidalny z wyjściem. W pozycji trzeciej S1a nie jest używany i przełącza się tylko między wyjściami squ i tri/sine na wyjście główne.

Krok 2: Nie wszystkie zestawy liczników są takie same

Zanim wyjdziesz i wydasz pieniądze na jeden z tych zestawów liczników częstotliwości, nie wszystkie są takie same. Niezbędny jest zestaw do pomiaru niższych częstotliwości. Wiele gotowych modułów mierzy tylko 1 MHz i więcej. Istnieje również kilka zestawów, które wyglądają podobnie, ale kod głównego chipa nie jest poprawny od oryginalnego projektu. Dlatego wybrałem ten konkretny zestaw, ponieważ jako jedyny przypominał poprawne działanie.

Ze strony sprzedawcy specyfikacje są następujące:

• 1Hz-75MHz
• Rozdzielczość 4 lub 5 cyfr w zależności od mierzonej częstotliwości (tj. x. KHz, x.xxx MHz, xx.xx MHz)
• Rozdzielczość 1 Hz (maks.)
• Czułość wejściowa <20mV @1Hz-100KHz, 35mV @20MHz, 75mV @50MHz
• Napięcie wejściowe 7-9V (działa na 12V bez obaw)

Zbuduj zestaw licznika zgodnie z instrukcjami sprzedawcy z następującymi modyfikacjami:

• Użyj wspornika złącza PCB, aby łatwiej podłączyć i połączyć później
• Włącznik/wyłącznik jest opcjonalny i możesz go po prostu połączyć, jeśli chcesz, lub zainstalować (masz tam przełącznik, więc dlaczego nie)!
• Zamontuj czerwoną nakładkę zmienną na spodzie deski (na zdjęciu jest zamontowana zgodnie z zalecaną wersją, ale deskę odwróciłem). Zmieniłem jego pozycję i zobaczycie to na późniejszych zdjęciach.
• Do bocznego montażu ekranu LED użyj złącza kątowego wbudowanego zamiast prostego. W ten sposób może wystawać do obudowy, a nie do wszystkich dolnych elementów sterujących!
• C14 widocznie nie jest używany (myślę, że zależy to od tego jaki zakres zmiennej nasadki jest dostarczany i od ustawienia dokładności liczników). Osobiście nie sądzę, że ma to znaczenie, ponieważ zmienna czapka nie dodaje całej kalibracji, nawet przez dodanie niewielkiej ilości dodatkowej pojemności na C14.
• Dostarczona zmienna nasadka (czerwona 5-20pf) była śmieciem i wymagała wymiany. Skończyło się na tym, że kupiłem mieszankę różnych kapsli (50 lub więcej) o różnych wartościach, ponieważ większość dostarczanych z zestawami wydaje się być śmieciem.
• R14 jest dostarczany jako rezystor 56K. Może się to zmieniać w zależności od różnych partii C3355. Z tego powodu zamontowałem kilka pinów z gniazda IC, aby w razie potrzeby można było łatwo wymienić rezystor.

Po zbudowaniu sprawdź funkcjonalność ze znanym źródłem generatora sygnału.

Uwagi:

Podczas gdy dokumentacja mówi, że ten zestaw będzie mierzył od 1 Hz do 75 MHz, w rzeczywistości (jak większość zestawów) mierzy lepiej przy wyższych częstotliwościach. Z tego powodu dodałem zewnętrzne gniazda BNC, aby podłączyć dokładniejszy sprzęt. Ma również tendencję do wyświetlania różnych wyników w zależności od tego, czy sygnał jest sinusoidalny/trójkątny czy kwadratowy. Im wolniejszy sygnał, tym wolniejszy czas pomiaru. Dostaje go na parkiecie przez większość czasu od około 500 Hz. Znowu jeśli ktoś zna lepszy zestaw to proszę o informację.

Krok 3: Zbuduj generator sygnału

Z informacji o sprzedawcach jego specyfikacja jest następująca

• Zakres roboczy 5Hz - 400KHz
• Cykl pracy 2% - 95%
• Regulacja prądu stałego od -7,5 V do 7,5 V
• Amplituda wyjściowa 0.1V do 11V PP @12V
• Zniekształcenie 1%
• Dryft temperatury 50ppm/stopni C
• Napięcie +12-15V

Ponownie zbuduj zestaw zgodnie z instrukcją sprzedawcy z modyfikacjami następujących elementów

• Użyj elementów dystansowych do PCB, aby później ułatwić połączenia. Dotyczy to wszystkich potencjometrów (R1, 4, 6, 5), JP1 (wybór Tri/Sine), JP2 (wybór zakresu częstotliwości) i JP3 (wyjście główne)
• Po zakończeniu możesz tymczasowo podłączyć potencjometry i zworki, aby sprawdzić, czy płytka działa zgodnie z oczekiwaniami, podłączając ją do oscyloskopu.

Krok 4: Zaprojektuj panel przedni

Nie przejdę przez cały proces, tylko to, co zrobiłem inaczej niż moje inne instrukcje na temat „Tworzenie profesjonalnie wyglądających paneli przednich”. Dołączyłem również plik projektu Front Panel Express, więc możesz go wydrukować tak samo, jeśli chcesz.

Zasadniczo zacznij od śledzenia panelu przedniego i wykonania makiety tego, jak chcesz, aby wyglądał. Dołączyłem wersję ołówkową, od której zacząłem. Dodaj wymiary tam, gdzie możesz, ponieważ znacznie ułatwi to wprowadzenie go do ekspresu na przednim panelu. Pod koniec tej instrukcji mogę dodać kilka iteracji projektu, jeśli mam zdjęcia.

Wymiary panelu przedniego zostaną określone przez używane pudełko projektowe. Ten konkretny dostałem od Jaycara (jest to większa skrzynka na instrumenty). Zacząłem od mniejszych, których normalnie używam, ale miałem problemy z umieszczeniem wszystkiego, co chciałem na przednim panelu (z przełącznikami, licznikiem LED, kontrolkami itp.). Tak poszło z większym pudełkiem.

Użyj oprogramowania do zaprojektowania panelu przedniego. Następnie wydrukuj dwie wersje: jedną czarno-białą na zwykłym papierze do wiercenia (ze środkami otworów) i jedną ostateczną wersję kolorową na arkuszu białej etykiety.

Gdy już masz szablon do wiercenia, przyklej go do panelu, zaznacz otwory i wywierć otwory i wycięcia. Po zakończeniu usuń szablon i dokładnie oczyść powierzchnię za pomocą zmywacza do smaru i wosku lub spirytusu. Przed przystąpieniem do naklejania etykiety panelu należy użyć miękkiej ściereczki, aby usunąć wszelkie drobne cząsteczki kurzu.

Do tej konkretnej budowy użyłem tylko papieru do drukarek atramentowych. Jeśli przyjrzysz się uważnie, zobaczysz trochę za papierem. W takim przypadku sugerowałbym zakup nieprzezroczystych etykiet lub przyklejenie najpierw połowy nieużywanego arkusza, a następnie nałożenie na niego zadrukowanego arkusza panelu. Aby zakończyć, umieść arkusz przezroczystej folii do drukarek atramentowych, aby to wszystko chronić. Możesz zostawić trochę zwisu, przyciąć rogi pod kątem 45 stopni i owinąć go również z tyłu panelu.

Aby zakończyć, wytnij wszystkie otwory za pomocą ostrego noża rzemieślniczego.

Krok 5: Rozpocznij montaż i montaż sprzętu

Przykręć wszystkie garnki, złącza BNC, przełącznik obrotowy i zasilania do panelu przedniego.

Zamontuj tablicę LED. Wyciąłem mały kawałek przezroczystego czerwonego pleksiglasu między panelem przednim a płytką LED. Jest po prostu utrzymywany na miejscu przez lekkie poluzowanie dystansów między płytą a przednim panelem.

Umieść przedni panel na swoim miejscu, zaznacz i wywierć otwory montażowe dla przełącznika gangowego i pojedynczego przełącznika. Już wcześniej określiłem wysokość, jaką chciałem, z dystansami dla przełączników gangów, kiedy projektowałem panel przedni.

Zamontuj również płytkę generatora sygnału. Zamontowałem go z jednej strony, aby w razie potrzeby mieć łatwy dostęp do kalibracji.

Wywierć i zamontuj również złącza DC i BNC na tylnym panelu.

Krok 6: Okablowanie wszystkiego

Przygotuj wiązki przewodów dla garnków, przełączników itp. z płyt za pomocą przewodu połączeniowego lub kabla taśmowego. Zamontuj końcówki żeńskie, aby połączyć się z płytami głównymi. Odkryłem, że najlepiej jest zagiąć zakładkę szczypcami igłowymi i położyć na nich trochę lutu, aby druty nie wypadały. Następnie wciśnij je w czarne złącza.

Zacznij od przylutowania garnków.

Chociaż są to tylko krótkie serie, nadal dobrą praktyką jest stosowanie ekranowanych kabli do złączy wyjściowych. Podłącz obrotowy przełącznik wyboru sygnału. Teraz podłącz wyjścia BNC do przełącznika int/ext i przewodów złącza płyty.

Gdy to się skończy, podłącz przełącznik gangu.

Podłącz wyłącznik zasilania i kabel zasilający do płyt głównych. Użyj małych złączy widełkowych do podłączenia do przełącznika. Właśnie podłączyłem przewody do gniazd na płycie głównej, ponieważ złącza DC nie dotarły w momencie pisania (dlatego na zdjęciach nic nie zostało jeszcze związane przewodami). Zmodernizuję je, kiedy się pojawią

Na koniec umieść wszystkie pokrętła na panelu przednim.

Krok 7: Zasilanie go

Ponieważ powinieneś wcześniej sprawdzić każdą pojedynczą planszę, wszystko powinno działać tak, jak powinno.

Sprawdź, czy przedni miernik LED coś mierzy (to przynajmniej dobry znak). Wybierz zakres częstotliwości i upewnij się, że pomiar się zmienia. Możesz również sprawdzić swój przełącznik/wejścia int/ext, podłączając zewnętrzny generator sygnału i sprawdzając, czy mierzy on sygnały zewnętrzne.

Na koniec podłącz go do oscyloskopu i upewnij się, że otrzymujesz właściwe typy sygnałów i że wszystkie elementy sterujące zachowują się tak, jak powinny. Wspaniałą rzeczą w okablowaniu ze złączami jest to, że jeśli działa odwrotnie, wystarczy obrócić złącze kabla!

Istnieje procedura kalibracji płyty generatora sygnału, którą należy dołączyć przy zakupie zestawu. Potrzebujesz do tego oscyloskopu, ale to jest fragment instrukcji (lub o tym):

Podłącz oscyloskop do wyjścia kwadratowego. Ustaw regulator DUTY na 50%, a następnie przełącz na sinusoidę. Ustaw R2 i 3 na szczyt fali sinusoidalnej, aby zminimalizować zniekształcenia. Po ustawieniu R2 i 3 nie powinny wymagać ponownej regulacji. Aby wyprowadzić falę piłokształtną, wybierz Tri. Dostosuj sterowanie DUTY i przekształć trójkąt w ząb piły.

Mam nadzieję, że wszystko dla ciebie działa.

W sumie myślę, że projekt wyszedł bardzo dobrze. Chociaż prawdopodobnie można było kupić coś dokładniejszego za znacznie więcej pieniędzy, była to zdecydowanie fajna konstrukcja (chociaż od dłuższego czasu siedziała na ławce)!

Krok 8: Początkowa budowa i kiedy sprawy nie idą, jak to planujesz (Blooper Reel)?

Czasami kompilacje nie idą dobrze za pierwszym razem i kończą się na tym lepiej. Ten projekt był jednym z nich.

Pierwsze zdjęcie jest próbą zmontowania wszystkich elementów sterujących na przodzie mniejszego pudełka (mam mnóstwo takich pudełek, ponieważ są one tanie i ogólnie dość dobrze pasują do większości projektów typu test gear). Próbowałem w każdy sposób, a nawet poświęciłem czas, aby to wytyczyć. W końcu było to zbyt trudne i mylące, używając przełączników dwustabilnych i chcąc mieć dużą gałkę do regulacji częstotliwości z przodu. Dodatkowo napis się starzeje i nie trzyma się dobrze. Wtedy natknąłem się na oprogramowanie panelu przedniego, które prawdopodobnie wykorzystam w innych projektach w przyszłości.

Również przy pierwszej próbie odkryłem, że moje nowe, większe wiertła są zbyt dzikie. Skończyło się na pękaniu krawędzi, gdy wierciłem jeden z otworów BNC, gdy się złapał. Od tego czasu używałem tylko wiertła do 8 mm i używałem rozwiertaka, aby uzyskać ostateczne większe rozmiary otworów.

Drugie zdjęcie prawie mi się udało, dopóki nie zacząłem montować i nie zdałem sobie sprawy, że lepiej byłoby przełączyć wszystkie typy sygnałów zamiast mieć dwa oddzielne wyjścia. Potem mógłbym zamontować jeden z tyłu na ukryte złącze. Wydaje mi się, że to też trochę uporządkowało przód. Ponieważ nie potrzebowałem teraz jednego z otworów w panelu przednim, usuwanie jednego z otworów za pomocą oprogramowania panelu przedniego bez potu. Z łatwością ukrywa każdy błąd (zmiana projektu)!